[发明专利]直线同步电机初始磁场位置的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线同步电机初始磁场位置的检测方法。

背景技术

电机的位置检测在电机控制中十分重要，特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合，如位置伺服系统，如图1所示，电机通过伺服控制器的三相逆变器控制，电机三相绕组一端连接、另一端分别连接三相逆变器的上桥臂与下桥臂之间。传统的电机位置检测方法一般根据装在电机转轴上的增量式光电编码器的反馈信号计算得出。增量式光电编码器通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与增量式光电编码器相连的电机转子的位置信息的。

增量式光电编码器由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成，码盘随电机转轴转动，鉴向盘设有90°相位的窄缝，光源经透镜平行射向码盘，并通过固定的鉴向盘后由光敏元件接收相位差90°的近似正弦信号，再由逻辑电路形成转向信号和计数脉冲信号，为了获得电机转轴的绝对位置角，增量式光电编码器设有零位脉冲，即码盘每旋转一周，输出一个零位脉冲，使位置角清零。利用增量式光电编码器可以检测电机的位置和速度。

增量式光电编码器还有可以用来监测电机磁场位置的三相脉冲信号，即U、V、W脉冲信号。三相脉冲信号对于电机磁场位置的监测与控制有着很大的作用。在电机控制过程中，伺服控制器在未找到增量式光电编码器的零位脉冲时，如果没有三相脉冲信号的反馈就很容易造成被控电机的失步。因此一般电机初始磁场位置检测就是伺服控制器利用编码器反馈的电机三相脉冲信号来估算初始电机的磁场位置，等找到零位脉冲时，再精确定位。该检测方法伺服控制器微处理器中的软件计算量大，计算复杂，影响了伺服控制器的控制速度，且由于利用光电编码器的电机三相脉冲信号和零位脉冲进行检测，其计算的误差较大，因为在电机的360°电角度内具有6种状态，因此每个相位的电角度偏差达正负30°。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直线同步电机初始磁场位置的检测方法，本方法可简便、快速检测电机的初始磁场位置，避免了伺服控制器微处理器的大量计算，提高了检测精度和伺服控制器的控制速度。

为解决上述技术问题，本发明直线同步电机初始磁场位置的检测方法，包括伺服控制器三相逆变器控制的电机和用于检测所述电机位置的增量式光电编码器，所述电机三相绕组一端连接，所述电机三相绕组另一端分别连接三相逆变器U相、V相和W相的上桥臂与下桥臂之间，系统上电，伺服控制器控制三相逆变器V相上桥臂和W相下桥臂导通，其余桥臂截止，此时电流依次流经V相上桥臂、电机V相绕组、电机W相绕组、W相下桥臂，以电机三相绕组公共端为参考点，电机V相绕组流经正电流，电机W相绕组流经负电流，电机转动后停止，伺服控制器采集所述增量式光电编码器反馈的电机位置信号并以该电机位置作为电机初始磁场位置。

由于本发明直线同步电机初始磁场位置的检测方法采用了上述技术方案，即电机通过伺服控制器三相逆变器控制，系统上电，伺服控制器控制三相逆变器V相上桥臂和W相下桥臂导通，其余桥臂截止，此时电流依次流经V相上桥臂、电机V相绕组、电机W相绕组、W相下桥臂，以电机三相绕组公共端为参考点，电机V相绕组流经正电流，电机W相绕组流经负电流，电机运转后停止，伺服控制器采集增量式光电编码器反馈的电机位置信号并以该电机位置作为电机初始磁场位置。本方法可简便、快速检测电机的初始磁场位置，避免了伺服控制器微处理器的大量计算，提高了检测精度和伺服控制器的控制速度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为伺服控制器三相逆变器与电机连接的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明直线同步电机初始磁场位置的检测方法，包括伺服控制器三相逆变器控制的电机和用于检测所述电机位置的增量式光电编码器，所述电机三相绕组U、V、W一端连接，所述电机三相绕组U、V、W另一端分别连接三相逆变器U相、V相和W相的上桥臂与下桥臂之间，系统上电，伺服控制器控制三相逆变器V相上桥臂VH和W相下桥臂WL导通，其余桥臂UH、UL、VL、WH截止，此时电流依次流经V相上桥臂VH、电机V相绕组V、电机W相绕组W、W相下桥臂WL，以电机三相绕组公共端O为参考点，电机V相绕组V流经正电流，电机W相绕组W流经负电流，电机转动后停止，伺服控制器采集所述增量式光电编码器反馈的电机位置信号并以该电机位置作为电机初始磁场位置。

本方法伺服控制器无需采集增量式光电编码器反馈的电机三相脉冲信号和零位脉冲，避免了伺服控制器微处理器中软件的大量运算，提高了伺服控制器的控制速度，同时通过对三相逆变器桥臂的控制，使电机自动运行至绕组的零电度角位置，保证了电机初始磁场位置检测的精度。